Tipos de Linkages explicados
Antes de ler este artigo, você também pode desfrutar do nosso Fundamentos de vínculos Artigo aqui.
Uma vinculação é um mecanismo formado por conectar duas ou mais alavancas juntas. As ligações podem ser projetadas para mudar a direção de uma força ou fazer com que dois ou mais objetos se movem ao mesmo tempo. Muitos fascículos diferentes são usados para conectar vínculos juntos ainda permitem que eles se movem livremente como pinos, parafusos de acabamento com nozes e rebites livremente encaixados. Há duas classes gerais de vínculos: ligações planares simples e vínculos especializados mais complexos; ambos são capazes de executar tarefas como descrever linhas retas ou curvas e executar movimentos em velocidades diferentes. Os nomes dos mecanismos de vinculação dados aqui são amplamente mas não universalmente aceitos em todos os livros didâncais e referências. As vinculações podem ser classificadas de acordo com suas funções primárias:
- Geração de função: o movimento relativo entre os links conectados ao quadro
- Geração do caminho: o caminho de um ponto traçador
- Geração de movimento: a movimentação do link coupler
Vínculos Planares Simples
Quatro diferentes ligações planares simples mostradas abaixo são identificadas por função:
- Ligação de movimento reverso, Fig a abaixo pode fazer objetos ou força mover-se em direções opostas; isso pode ser feito usando o link de entrada como uma alavanca. Se o pivô fixo for equidistante dos pivots em movimento, o movimento de ligação de saída irá igualar o movimento de ligação de entrada, mas atuará no sentido oposto. No entanto, se o pivô fixo não for centrado, o movimento de link de saída não irá igualar o movimento de link de entrada. Ao selecionar a posição do pivô fixo, a vinculação pode ser projetada para produzir vantagens mecânicas específicas. Essa vinculação também pode ser girada através de 360 °.
- Ligação push-pull, Fig. b, pode fazer os objetos ou força mover-se na mesma direção; o link de saída move-se na mesma direção do link de entrada. Tecnicamente classificada como uma ligação de quatro barras, ela pode ser girada através de 360 ° sem alterar sua função.
- Ligação paralela de movimento, Fig. C, pode fazer objetos ou forças se movem na mesma direção, mas a uma distância de set separados. Os pivôtos em movimento e fixos nas ligações opositoras no paralelogramo devem ser equidistantes para que esta vinculação funcione corretamente. Tecnicamente classificada como uma ligação de quatro barras, esta ligação também pode ser girada através de 360 ° sem alterar a sua função. Pantógrafos que obtêm energia para trens elétricos a partir de cabos de sobrecarga são baseados em ligação paralela de movimento. Pantógrafos de desenho que permitem que desenhos originais sejam copiados manualmente sem traçar ou fotocópia também são adaptações dessa ligação; em sua forma mais simples ela também pode manter as bandejas de ferramentas em uma posição horizontal quando as coberturas da caixa de ferramentas são abertas.
- Ligação sino-crank, Fig. D, pode alterar a direção de objetos ou força por 90 °. Esta ligação tocou porta-campainhas antes que os palhaços elétricos fossem inventados. Mais recentemente este mecanismo foi adaptado para freios de bicicleta. Isso foi feito pintando dois sinos de sino dobrados 90 ° em direções opostas juntos para formar tongs. Ao apertar as duas alavancas de guidão ligadas às pontas de entrada de cada travessa, as extremadas de saída se movem juntas. Blocos de borracha nas pontas de saída de cada manivela prensa contra o aro de roda, parando a bicicleta. Se os pinos que formam um pivô fixo estiverem nos pontos midpoints das crancos, o movimento de ligação será igual. No entanto, se essas distâncias variarem, a vantagem mecânica pode ser obtida.
Vínculos Especializados
Além de alterar as moções de objetos ou forças, ligações mais complexas foram projetadas para executar muitas funções especializadas: Estas incluem desenho ou traçar linhas retas; mover objetos ou ferramentas mais rápido em um traço de retração do que em um acidente vascular cerebral; e converter movimento rotativo em movimento linear e vice-versa. As ligações especializadas mais simples são vínculos de quatro barras. Essas vinculações têm sido versáteis o suficiente para serem aplicadas em muitas aplicações diferentes. As ligações de quatro barras realmente possuem apenas três links em movimento mas possuem um link fixo e quatro articulações de pinos ou pivôos. Um mecanismo útil deve ter pelo menos quatro links mas assembleias de loop fechado de três links são elementos úteis em estruturas. Como qualquer ligação com pelo menos um link fixo é um mecanismo, tanto as ligações paralelas de movimento e push-pull mencionadas anteriormente são tecnicamente máquinas.
Ligações de quatro barras compartilham propriedades comuns: três links de movimentação rígidos com dois deles dobrados a bases fixas que formam um quadro. Os mecanismos de ligação são capazes de produzir movimento rotativo, oscilante ou recíproco através da rotação de uma manivela. Os vínculos podem ser usados para converter:
- Rotação contínua em outra forma de rotação contínua, com uma proporção de velocidade angular constante ou variável
- Rotação contínua em oscilação ou oscilação contínua em rotação, com uma proporção de velocidade constante ou variável
- Uma forma de oscilação em outra forma de oscilação, ou uma forma de reciprocidade em outra forma de reciprocidade, com uma proporção de velocidade constante ou variável
Existem quatro maneiras diferentes em que as ligações de quatro barras podem executar inversões ou revoluções completas sobre pontos de pivô fixos. Um link pivoto é considerado como o membro de entrada ou de motorista e o outro é considerado como a saída ou membro acionado. O link de movimentação restante é comumente chamado de link de conexão. O link fixo, dobradiado por pinos ou pivôos em cada extremidade, é chamado de link de fundação.
Mecanismo de roqueiro de Crank, Fig acima, demonstra a segunda inversão. O link mais curto AB é adjacente à AD, o link de fundação. O link AB pode fazer um 360revolution completo enquanto o CD de link oposto só pode oscilar e descrever um arco.
Mecanismo de roqueiro duplo, abaixo, demonstra a terceira inversão. Link AD é o link de fundação, e é oposto ao link mais curto BC. Embora o link BC possa fazer um 360revolution completo, ambos os links pivotantes AB e CD só podem oscilar e descrever arcos.
A quarta inversão é outro mecanismo de roqueiro crianteiro que se comporta de maneira semelhante ao mecanismo mostrado abaixo
Geradores de Linha Direta
Os vínculos que são capazes de descrever linhas retas são conhecidos como geradores de linha reta. Essas ligações são componentes importantes em vários tipos de máquinas, particularmente as máquinas-ferramentas. As dimensões das ligações rígidas desempenham um papel importante na garantia de que esses mecanismos funcionam corretamente.
Um exemplo de gerador de linha reta é o gerador de linha reta de Watt. Esta vinculação é capaz de descrever uma linha reta vertical curta. Ela consiste em links de comprimento igual AB e CD, que são dobradiados em A e D, respectivamente. O ponto médio E de ligação do link BC traça uma figura oito padrão sobre a excursão completa do mecanismo, mas uma linha reta é rastreada em parte da excursão porque o ponto E diverge para a esquerda no topo do acidente vascular cerebral e para a direita na parte inferior do derrame. O fabricante de instrumentos escocês James Watt usou esta ligação em uma bomba de feixe de luz dirigida por vapor por volta de 1769, e também foi um mecanismo de destaque em máquinas movidas a vapor.
Outro exemplo de gerador de linha reta é o gerador de linha reta Scott Russell. Essa vinculação também pode descrever uma linha reta. O link AB é dobrado no ponto A e pintado para ligar CD no ponto B. Link CD é dobrado a um rolo no ponto C, que o restringe a um movimento oscilante horizontal.
Ligações Rotativas / Lineares
Os Vínculos Rotativos / Lineares, também conhecidos como mecanismos de manivela Slider, são dispositivos mecânicos que convertem movimento rotativo em movimento linear ou vice-versa. Eles consistem em três links-uma manivela rotativa, uma haste de ligação deslizante, e um bloco de deslizamento ou pistão.
A manivela é uma alavanca rotativa que é acoplada a um motor ou um motor, enquanto que a haste de ligação é um link rígido que desliza para trás e para trás dentro de um canal ou de um slot. O bloco de deslizamento ou o êmbolo é ligado ao fim da haste de ligação e move-se em uma direção linear.
À medida que a manivela gira, move-se a haste de ligação para trás e para frente, fazendo com que o bloco de deslizamento ou o pistão se mova em uma direção linear. Esse movimento linear pode ser usado para realizar trabalhos, como dirigir uma bomba, levantar uma carga ou moviar uma correia transportadora.
O oposto também é verdadeiro-o movimento linear pode ser convertido em movimento rotativo. Quando uma força é aplicada ao bloco de deslizamento ou pistão, ele move a haste de ligação para trás e para frente, fazendo com que a manivela gire. Este movimento rotativo pode ser usado para ligar um gerador, uma lâmina de serra ou uma roda de trituração.
Os mecanismos de manivela do Slider são amplamente utilizados em várias aplicações, incluindo motores, bombas, compressores e muitos tipos de equipamentos de fabricação. Eles são eficientes, confiáveis e fáceis de manter, tornando-os um componente essencial de muitos processos industriais.
Como funciona um mecanismo de Scotch-yoke
Um mecanismo de Scotch-yoke é um tipo de mecanismo de movimento de reciprocidade que converte o movimento rotativo em movimento linear. Ela é batizada em homenagem ao engenheiro escocês James Watt que a usou em motores a vapor.
O mecanismo consiste em um crankshaft rotativo com um alfinete, chamado de yoke, ligado a ele. O jugo se move para trás e para frente ao longo de uma linha reta, guiada por um slot em um bloco deslizante ou slider. O slider é conectado a um êmbolo ou outro dispositivo que requer movimento linear.
À medida que o crankshaft gira, o jugo se move para trás e para frente em linha reta, empurrando e puxando a rédea junto com ela. O movimento do slider pode ser usado para executar trabalhos, como fluidos de bombeamento ou objetos em movimento ao longo de uma faixa.
A principal vantagem do mecanismo de Scotch-yoke é que ele fornece um movimento de velocidade suave e constante para o slider, ao contrário de outros mecanismos que podem produzir movimento jerky ou sem mesmo movimento. No entanto, ele também tem algumas desvantagens, como alto atrito e desgaste devido ao contato deslizante entre o jugo e a régua, e a necessidade de um alinhamento preciso do jugo e do slider para evitar ligação.
No geral, o mecanismo de Scotch-yoke é uma forma simples e eficaz de converter movimento rotativo em movimento linear, e ele tem sido usado em uma ampla gama de aplicações, incluindo motores, bombas e equipamentos de fabricação.
Como funciona um mecanismo Rotary-to-linear
Um mecanismo rotativo-para-linear é um tipo de mecanismo que converte movimento rotacional em movimento linear. Isso pode ser alcançado através de uma variedade de mecanismos, cada um com suas vantagens e desvantagens exclusivas.
Um tipo comum de mecanismo rotativo-para-linear é o mecanismo do parafuso, que consiste em um parafuso e uma porca. O parafuso tem um eixo reajustado que é rodado por um motor ou outra fonte de movimento rotativo. A porca é entrosada sobre o parafuso e se move ao longo do comprimento do parafuso enquanto rotaciona. Esse movimento linear pode ser usado para realizar trabalhos, como mover uma plataforma ou levantar uma carga.
Outro tipo de mecanismo rotativo-para-linear é o mecanismo de crankshaft, que é comumente usado em motores. O crankshaft tem uma série de crancos ou diários que são deslocados a partir da linha de centro do eixo. À medida que os rotatos de eixo, as brincadeiras empurram e puxam rodelas que são acopladas a pistões ou outros dispositivos que requerem movimento linear.
Mais um tipo de mecanismo rotativo-para-linear é o mecanismo do cam, que usa uma cam rotativa para produzir movimento linear. A cam tem uma forma não circular que faz com que um seguidor, como um rolo ou uma alavanca, se mova em um trajeto linear como o cam rotates. Isso pode ser usado para executar uma variedade de funções, como abrir e fechar válvulas ou mover uma plataforma ao longo de uma faixa.
De forma geral, os mecanismos rotativos a lineares são componentes essenciais em muitas máquinas e dispositivos. A escolha do mecanismo depende de fatores como a quantidade necessária de movimento linear, a velocidade e a precisão do movimento, e o espaço disponível e fontes de energia.
Para entender as outras classes de alavancas, criamos alguns posts do blog sobre os mostrados abaixo:
